Спосіб одержання поліфункціональних кисневмісних сполук

Винахід належить до способів одержання поліфункціональних кисневмісних сполук (ПФКС) з натуральних тригліцеридів ненасичених кислот (олій). Відомі способи одержання поліфункціональних кисневмісних сполук шляхом окислення повітрям синтетичних тригліцеридів разом з натуральними тригліцеридами ненасичених кислот [Пат. 82311 Румыния, МКИ С11С3/08. Жирующее средство для кожевенной промышленности и способы его получения. - №10468; Заявл. 26.03.83; Пат. 216959 ГДР, МКИ С14С9/00. Способ получения жирующих средств для кожи. - №2536892; Заявл. 04.08.83; Опубл. 02.01.85]. Одержані за цими способами сполуки для використання в різних галузях промисловості потребують додаткової обробки сірчаною кислотою чи її похідними, або сірчистою кислотою чи її похідними, що призводить до збільшення густини продуктів синтезу, тобто зменшення можливості використання у якості емульгаторів, пластифікаторів та інших допоміжних матеріалів. Відомий спосіб одержання ПФКС, який передбачає обробку вуглеводневих сполук кисневмісним газом при температурі 120-140°С в присутності марганцевокислого каталізатора [А.с. 511312 СССР, МКИ С07С27/00. Способ получения полифункциональных кислородсодержащих соединений. - №1911994/04; Заявл. 23.04.73; Опубл. 25.04.76]. Цей спосіб призводить до утворення моно- та дикарбонових кислот з довжиною ланцюга С17-С25 у кількості 45-50% та кетонів, що потребує при їх подальшій обробці значної кількості лужних реагентів. Крім того, вищезгадані способи дають низьку (35-40°С) температуру застигання та високий (50-80%) вміст речовин, що не розчиняються у петролейному ефірі. Таким чином, ці способи не можуть бути застосовані для одержання пластифікаторів, що забезпечують стабільність властивостей різноманітних матеріалів. Задача винаходу - розробити новий спосіб одержання поліфункціональних кисневмісних сполук, який забезпечував би: 1. одержання таких сполук, які забезпечують не лише об'ємну, рівномірну пластифікацію структури, а й рівномірний розподіл в ній інших хімічних матеріалів, фіксують цю структуру, зумовлюючи тим самим стабільність властивостей різноманітних матеріалів (полімерних, сітчастих, фібрилярних і таке інше); 2. сумісність одержаних сполук з протеїновими або іншими хімічними матеріалами; 3. покращення естетичного вигляду виробів, для виготовлення яких застосовуватимуться нові ПФКС, наприклад, за рахунок освітлення або створення більш яскравого забарвлення тощо. Поставлена задача досягається тим, що поліфункціональні кисневмісні сполуки одержують шляхом окислення олії, яка містить ненасичені вуглеводні, кисневмісним газом в присутності каталізатора при підвищеній температурі; у якості олії використовують соняшникову або ріпакову олію, у якості каталізатора - біхромат калію, у якості кисневмісного газу - кисень повітря, температуру підтримують на рівні 80-100°С, тривалість синтезу 6±2год, витрати каталізатора - 0-7% від маси олії; окислення виконують також в присутності індустріального масла, витрати якого становлять 0-30% від маси олії. Приклад. Для здійснення цілеспрямованого окислення натуральних тригліцеридів ненасичених кислот (олій) застосовують каталізатор - біхромат калію з додаванням індустріального масла. Олію масою 1000 кг завантажують в реактор-змішувач, нагрівають не більше 1 год до температури 90°С і, залежно від того, який кінцевий продукт передбачається одержати, поступово, при перемішуванні протягом 60 хв струменем повітря, витрати якого становлять 15м3 на 1 т сировини, додають 3,5% каталізатора та 15% індустріального масла. Підготовану таким чином реакційну суміш завантажують в окислювальну ємність та окислюють киснем повітря, яке барботують крізь шар сировини. Окислювальну ємність заповнюють переважно на 1/3 об'єму. Температуру в ємності підтримують на рівні 90°С, а вміст перемішують протягом 6год струменем повітря, витрати якого становлять 150м3 на 1т сировини. Леткі продукти, що видаляються з ємності з відпрацьованим повітрям, після проходження системи конденсації безперервно повертаються в зону окислення. Зі збільшенням ступеня окислення внаслідок поглинання кисню густина, відносна в'язкість та маса продуктів окислення зростають, а поверхневий натяг зменшується. Наростання кислотності у продуктах, що окислюються, йде повільно, вміст подвійних зв'язків та ефірів поступово зменшується. Паралельно з цим в масі, що окислюється, зростає кількість карбоніл - та гідроксилпохідних утворюваних раніше сполук, а також відбувається утворення циклічних структур та простих ефірів. Процес окислення припиняють при поверхневому натягу окисленого продукту 33.103Н/м чистої олії. Інші приклади виконання способу наведені у табл.1. Аналітичні характеристики ПФКС, одержаних за пропонованим способом, та їх вплив на волокнистий матеріал (шкіру хромового дублення для верху взуття) наведено у табл.2. Таблиця 1 Умови синтезу ПФКС 1 Витрати, % від маси олії: - каталізатор - індустріальне масло Температура, °С Тривалість окислення, год 1 2 2 3 3 4 3,5 15,0 90 6 0 30,0 80 4 7,0 30,0 100 8 Приклади 4 5 0 0 70 2 5 6 Прототип 7 9,0 40,0 110 10 0,4 125 35* Примітка: * загальна тривалість одержання Таблиця 2 Показник 1 Поверхневий натяг, 103 Н/м Забарвлення шкіри, % Видовження при 10 МПа, % Рівномірність розподілу сполук хрому у шкірі, % Температура зварювання, °С 1 2 33 8 30 2 3 33 9 35 3 4 30 10 32 90 86 88 115 117 114 Приклади 4 5 45 15 20 5 6 47 20 25 Прототип 7 50 30 15 70 65 60 109 105 104 З табл. 2 видно, що матеріали, вироблені за прикладами 1-3, сприяють підвищенню якості шкіри, за прикладами 4-5 - показники шкіри дещо нижчі, але кращі щодо прототипу. Використання способу дозволяє: 1. Спростити схему одержання ПФКС; 2. Одержати сполуки, сумісні з протеїновими та іншими хімічними матеріалами; 3. Одержати сполуки, які забезпечують об'ємну, рівномірну пластифікацію структури, рівномірний розподіл у ній інших хімічних матеріалів, зумовлюючи тим самим стабільність властивостей різноманітних матеріалів (наприклад, шкіри); 4. Покращити естетичний вигляд виробів, для виготовлення яких застосовують нові ПФКС.